ドナルドソントリット、アプリケーションエンジニア Bill Rosckes、LaJean Larsen
集塵機のオーナーやオペレーターが、総排出量の減少、フィルター寿命の延長、圧縮空気の節約を望まないとしたら、それはどんなことでしょうか。 差圧の基本的な知識を持つことで、節約を実現して改善を図ることができますが、残念ながらこうした知識を持ち合わせた人はほとんどいません。 この記事では、乾式集塵システムに関する差圧について説明します。
差圧とは？
差圧とは、集塵機の汚染側（フィルターサイドまたは汚染空気プレナム）と清浄側（クリーニング空気プレナム）の圧力差です。 これは、集塵機の2つのチャンバー間の風量に対するすべての抵抗の尺度であり、通常、チューブシートの開口部で発生する損失、きれいなフィルターメディアの抵抗、フィルターメディアに捕集された粉塵の抵抗を含みます。
差圧から何がわかりますか？
差圧の変化は、フィルターの物理的な変化を示しています。 差圧損失の急激な低下は、フィルターに漏れや破裂が発生したことを警告する場合があります。 差圧損失の急激な増加は、クリーニングシステムが機能を停止したか、原材料の排出装置が正常に動作していないことを示している可能性があります。
差圧損失の緩やかな増加は、フィルターに蓄積された粉塵により集塵機を通過する風量に加わる抵抗が上昇した結果である可能性があります。 この抵抗の読み取り値を使用して、粉塵がフィルターに蓄積していくフィルターの状態を相対的に判断し、必要に応じてフィルタークリーニングを開始できます。
どのように差圧を測定しますか？
差圧は、次のようなさまざまな計測器を使用して測定できます。 *Magnehelic®ゲージ、*Photohelic®ゲージ、またはデジタル電子圧力損失インジケーター。 これらの計測器は通常、水位計のインチ（"w.g.）単位で差圧を測定しますが、水柱ミリメートル、水銀柱ミリメートル、パスカルなどの他の尺度も使用されます。
Magnehelicゲージのような計測器は差圧を測定しますが、電子制御機能はありません。 Photohelicゲージやデジタル電子式圧力損失インジケーターなどの計測器は差圧を測定し、その出力を使用してフィルタークリーニングを差圧に基づいて制御する機能を提供します。
典型的なクリーニングシステムはどのように機能しますか？
集塵機内の典型的なフィルタークリーニングシステムでは、圧縮空気を使用します。 クリーニングシステムは、圧縮空気源に接続された集塵機に取付られた空気マニホールドで構成されています。 マニホールドには、集塵機につながるチューブ（ブローパイプ）が付いたダイヤフラムバルブが取り付けられており、各フィルターセットと並んでいます。 各ダイヤフラムバルブの内側には、ダイヤフラムバルブの両側の圧力を等しく保つゴム製ダイヤフラムがあり、マニホールドと各ブローパイプを隔離しています。
集塵機には、ダイヤフラムバルブと同じ数のソレノイドバルブを備えたソレノイド筐体も取り付けられています。 通常は直径0.25インチのチューブが、各ソレノイドバルブとダイヤフラムバルブを接続します。
どのように差圧を使用してフィルタークリーニングを制御しますか？
Photohelicゲージまたはその他の電子式圧力損失インジケーターで測定された差圧により、低い設定点と高い設定点を使用してクリーニングサイクルを制御できます。クリーニングサイクルは差圧が高い点に達したときにのみ開始され、差圧が低い設定値に到達したときに停止します。
例： 高設定が4 “wg、低設定が2 “wgの場合、差圧が4水 “wgに達したときにクリーニングサイクルが開始され、差圧がクリーニングサイクルが停止する低い設定点（2 “wg）に達するまでクリーニングサイクルが続きます。 差圧が4 “wgに達するまで、クリーニングは再開されません。
差圧に基づくクリーニングの利点には、圧縮空気の節約、総排出量の減少、ソレノイドおよびダイヤフラムバルブの寿命の延長、フィルターの寿命の延長などがあります。 集塵機のクリーニングが差圧が高い設定値を超えたときにのみ行われる場合、高価な圧縮空気の消費量はクリーニングシステムが継続的に稼働する場合よりも少なくなります。 必要な場合にのみフィルターをクリーニングすると、パルス頻度が低くなるため、パルスによる摩耗がフィルターを損傷するようになるまでの時間が延びます。 フィルターが高品質の表面捕集フィルターでもある場合、各パルスはクリーニングにおいてより効果的であり、差圧の低い設定点に下がるまでに必要なパルスが少なくなります。 このパルス頻度の減少には、フィルター上に効果的な粉塵層を残すことで平均的な効率が高まるというさらなる利点があります。 過度の粉塵負荷による差圧の増加が発生するとパルスがフィルターに送られるため、集塵機はより高い効率でより長く動作します。
**Delta-PPlus®コントローラーには、集塵機のメインファンを停止した後にフィルターをクリーニングできるダウンタイムクリーニングもあります。 フィルターを掃除する時間を設定でき、その時間が過ぎるとユニットは自動的に停止します。 プロセスが実行されていない夜間に誤ってユニットのクリーニングを放置してしまい、フィルターを損傷したり、圧縮空気を不必要に消費したりすることがなくなるため、この機能は非常に便利です。 この機能を使用する場合、インレットの配管作業でインレットブラストゲートが配置され、ダウンタイムクリーニング中はこのゲートを閉じる必要があります。 ブラストゲートを閉じるとファンの吸気がオフになり、粉塵がインレットから移動することを抑制します。
それぞれ用途は異なるため、発生する粉塵の種類、フィルターへの負荷、1日の使用時間によって、クリーニング制御の設定を変更します。 例： レーザー切断やプラズマ切断などによるフィルターへの負荷が高い、非常に細かく均一な粉塵粒子には、差圧が増加し始めたときにフィルターを回復できるように継続的なクリーニングサイクルが必要となる場合があります。 粒子サイズが大きく（サブミクロンの粒子ではない）、さまざまな粒子サイズを含む粉塵の場合は、低い値と高い値を設定することで集塵機は必要なときにのみバルスクリーニングを実施できるようになり、 クリーニングサイクル中に集塵機付近に常駐する必要がある作業員にとってメリットになります。
差圧には他にどのような影響がありますか？
特定の用途向けにファンを選定するときは、典型的な差圧（通常は水位計の4～5インチ）を想定する必要があります。 この想定差圧に集塵機の前後のダクト内にある静損失を足したものがファンの総静差圧の要件を決定します。 ダクトの推定静損失が3インチ、寿命終了時のフィルター全体の推定差圧損失が5インチである場合、必要な風量に対して水位計の9～10インチの静的性能を持つファンをお勧めしており、 ファンに粉塵が付着し始めた際のフィルターの差圧に対応することができます。 清浄なフィルターの静抵抗は5インチ未満のため、モーターに制御ダンパーまたは可変周波数ドライブ（VFD）を付けることをお勧めします。VFDを付けることで、設計レベルの空気量を維持することができるため、フード内の制御風速、ダクト内での搬送速度、集塵機への設計フローを維持できます。
集塵機のフィルターては、フィルター全体の差圧の測定値がファン選定時の設計容量（この例では5インチ）を超え、フィルタークリーニングにより差圧の測定値を下げることができなくなった時に、交換することをお勧めします。 その時点で、設計フローに戻すためにフィルターを変更する必要があります。 システムがファンの選定時に考慮された差圧よりも高い差圧で動作している場合、発生した粉塵を捕集するフードでの吸気に損失が発生する可能性があります。 この場合、捕集効率は許容範囲外になりますが、常にこうした問題が発生するわけではありません。
ファンに十分な静的性能がある場合は、差圧によって粉塵捕集に緊急の問題が生じることはないため、 すぐにフィルターを交換する必要はなく、クリーニング制御システムの高い設定点および低い設定点を上方に調整することで対応します。
集塵の用途とシナリオは大きく異なりますが、ほとんどの作業員は差圧の知識を深めることにメリットがあります。 作業員は、差圧に関する知識を身につけることで影響を及ぼし、収益面において会社に貢献することができます。
